线程安全

最新推荐文章于 2025-03-25 16:03:08 发布

原创最新推荐文章于 2025-03-25 16:03:08 发布 · 109 阅读

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线程安全：
多个线程同时运行，访问临界资源，不会导致程序的二义性
临界资源：同一时刻，该资源只能被一个执行流访问
访问：在临界区中对临界资源进行非原子操作
原子操作：操作一步完成，只有两个结果，要么完成，要么没有完成

保证线程安全：
互斥：保证同一时刻只有一个执行流访问临界资源
同步：保证程序对资源访问的合理性

互斥锁
使用互斥锁来保证互斥属性
互斥锁的底层是互斥量，互斥量本质是一个计数器，计数器只有0、1取值
0代表无法获得互斥锁，进而表示临界资源不能被访问
1代表可以获得互斥锁，进而表示临界资源能被访问

互斥量的接口
初始化互斥量
方法1，静态分配:pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER
方法2，动态分配:nt pthread_mutex_init(pthread_mutex_t restrict mutex, const pthread_mutexattr_trestrict attr);
参数：
mutex：要初始化的互斥量
attr：NULL
销毁互斥量
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex)；
互斥量加锁和解锁
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

在这里插入代码片#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

#define THREADCOUNT 4

int g_tickes = 100;
pthread_mutex_t lock;

void* ThreadStart(void* arg)
{
    (void)arg;
    while(1)
    {
        // 1 加锁
        pthread_mutex_lock(&lock);
        if(g_tickes > 0)
        {
            g_tickes--; 
            usleep(100000);
            printf("i am thread [%p], i have ticket num is [%d]\n", pthread_self(), g_tickes + 1);
        }
        else
        {
            //假设有一个执行流判断了g_tickets之后发现，g_tickets的值是小于等于0的
            //则会执行else逻辑，直接就被break跳出while循环
            //跳出while循环的执行流还加着互斥锁
            //所以在所有有可能退出线程的地方都需要进行解锁操作
            pthread_mutex_unlock(&lock);
            break;
        }
        pthread_mutex_unlock(&lock);
    }
    return NULL;
}

int main()
{
    pthread_mutex_init(&lock, NULL);
    pthread_t tid[THREADCOUNT];
    int i = 0;
    for(; i < THREADCOUNT; i++)
    {
        int ret = pthread_create(&tid[i], NULL, ThreadStart, NULL);
        if(ret < 0)
        {
            perror("pthread_create");
            return 0;
        }
    }

    for(i = 0; i < THREADCOUNT; i++)
    {
        pthread_join(tid[i], NULL);
    }

    pthread_mutex_destroy(&lock);
    return 0;
}

定义：全局变量
初始化：在线程创建之前进行初始化
销毁：在线程退出之后进行销毁
加锁：在访问临界资源之前进行加锁
解锁：在所有有可能退出的地方都的解锁
阻塞等待：如何加锁没有释放锁，会使想要加该锁的执行流陷入阻塞等待